JPH1027376A

JPH1027376A - 光情報検出装置

Info

Publication number: JPH1027376A
Application number: JP8183100A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shionoya; 孝塩野谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】光軸に対し基板が傾くと、ダブルモード導波路
の端面が光軸に対し垂直でなくなるので、ダブルモード
導波路に入射する波面が傾き、この結果、検出結果にノ
イズがのってしまい精度の良い検出ができない。【解決手段】第１の光が入射する端面５を有し、０次モ
ード光と１次モード光または０次モード光のみを励振
し、第１の光をダブルモードで伝搬するダブルモード導
波路６とダブルモード導波路６に分岐部７を介して接続
され、分岐部７で分岐された第１の光をそれぞれ伝搬す
る２本のチャンネル導波路９、１０からなる第１の導波
路デバイス２を備えた基板１と、２本のチャンネル導波
路９、１０を伝搬した分岐された第１の光の強度をそれ
ぞれ検出して電気信号を出力する第１、第２の光検出器
１１、１２と、を有し、第１、２の光検出器１１、１２
から出力された電気信号から第１の光の情報を検出する
光情報検出装置において、基板とある平面との間の距離
を測定するための第１、第２距離測定手段３、４を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダブルモード導波
路の０次モード光及び１次モード光の干渉を利用するこ
とによってダブルモード導波路に入射する光の情報を検
出する光情報検出装置及びそれを用いたモード干渉型レ
ーザ走査顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々の分野で導波路が注目されて
いる。その理由は導波路を用いることにより光学系の小
型、軽量化を図ることが可能になり、また、光軸の調整
が不要になるという利点を有しているからである。導波
路は、導波路(コア部)と基板(クラッド部)との屈折率の
差、導波路の幅または屈折率分布によって、０次モード
の光だけが励振されるシングルモード導波路と、０次と
１次の２つのモードが励振されるダブルモード導波路
と、０次、１次及び２次以上の３つ以上のモードが励振
されるマルチモード導波路とに分類される。このとき、
ダブルモード導波路とマルチモード導波路は、常に複数
のモード光が励振されるものではなく、最大いくつのモ
ード光が励振されるかで分類されるものである。例え
ば、導波路に入射する光の位置や状態によって０次モー
ド光のみが励振されることもある。

【０００３】このような導波路を全く新しい分野へ応用
したものとしては、ダブルモード導波路におけるモード
干渉現象を利用した光情報検出装置があり、様々な応用
分野が考えられる有用なデバイスとして各方面の注目を
集めている。その基本原理およびモード干渉型レーザ走
査顕微鏡への応用については、H.Ooki and J.Iwasaki,O
pt.Commun.85(1991)177-182および特開平4-208913号公
報及び特開平4-296810号公報に詳述されている。また、
光ピックアップへの応用については特開平4-252444号公
報に詳述されている。

【０００４】これらの公報に詳述されているモード干渉
型レーザ走査顕微鏡の概略構成図を図７に示す。この顕
微鏡はチャンネル導波路を有する。このチャンネル導波
路は、スポット像位置に端面３０５を持つダブルモード
導波路３０４と、分岐部３０３と、ダブルモード導波路
に分岐部を介して接続されている３本のシングルモード
導波路３０２、３０９、３１０とから構成される。

【０００５】この顕微鏡は、ダブルモード導波路３０４
における０次光と１次光とのモード干渉を用いており、
被検物体３０８で反射した光をダブルモード導波路３０
４に入射し、光検出器３１１、３１２でこの光を検出す
ることによって被検物体３０８の微小な段差（位相情
報）や反射率変化（振幅情報）を検出している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の光情報検出装置やモード干渉型レーザ走査
顕微鏡では図２に示すように光軸３１４に対し基板３０
０が傾いた場合（つまり、図２に示すように本来の位置
からθだけ傾いた場合）、ダブルモード導波路３０４の
端面３０５が光軸に対し垂直でなくなるので、図３に示
すようにダブルモード導波路に入射する波面が傾き、こ
の結果、検出結果にノイズがのってしまい精度の良い検
出ができないという間題点があった。尚、図２はダブル
モード導波路の端面が光軸に対して斜めになった場合の
モード干渉型レーザ走査顕微鏡を示す概略構成図であ
り、図３は基板３００が光軸に対して傾いた場合のダブ
ルモード導波路３０４の端面３０５と入射する光の波面
の関係を示す。

【０００７】本発明は上記問題点を鑑みて成されたもの
であり、ダブルモード導波路の端面が傾く事による検出
結果のノイズを低減することの可能な光情報検出装置を
提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、第
１の光が入射する端面を有し、０次モード光と１次モー
ド光または０次モード光のみを励振し、第１の光をダブ
ルモードで伝搬するダブルモード導波路とダブルモード
導波路に分岐部を介して接続され、分岐部で分岐された
第１の光をそれぞれ伝搬する２本のチャンネル導波路か
らなる第１の導波路デバイスを備えた基板と、２本のチ
ャンネル導波路を伝搬した前記分岐された第１の光の強
度をそれぞれ検出して電気信号を出力する第１、第２の
光検出器と、を有し、第１、２の光検出器から出力され
た電気信号から第１の光の情報を検出する光情報検出装
置において、基板とある平面との間の距離を測定するた
めの第１、第２距離測定手段を設ける（請求項１）。

【０００９】また、この場合（請求項１）に、第１、第
２距離測定手段が基板上に形成された第２、第３の導波
路デバイスであることは好ましい（請求項２）。また、
この場合（請求項２）に、距離を測定するための第２、
第３の導波路デバイスは、常光線及び異常光線に対して
基板よりも屈折率が大きい第１コア部と、異常光線のみ
に対して基板よりも屈折率が大きい第２コア部とからな
る主幹チャンネル導波路を各々有し、第１コア部は常光
線に対しては常光線をシングルモードで伝搬するシング
ルモード導波路を構成し、第１コア部と前記第２コア部
とを合わせた領域は異常光線に対しては異常光線をダブ
ルモードで伝搬するダブルモード導波路を構成し、常光
線に対してシングルモードである導波路の中心と異常光
線に対してダブルモードである導波路の中心とが端面で
ずれていて、第２、第３導波路デバイスは、更に、距離
測定用光源と、距離測定用光源から出射される常光線を
主幹チャンネル導波路へ誘導するための枝チャンネル導
波路と、主幹チャンネル導波路内の異常光線の光強度分
布を分配するための２本の枝チャンネル導波路と、２本
の枝チャンネル導波路を伝搬する光を検出する２つの光
検出器と、を各々有し、第１の導波路デバイスのダブル
モード導波路と第２、第３の導波路デバイスの主幹チャ
ンネル導波路が互いに平行に配置されることは好ましい
（請求項３）。

【００１０】また、これらの場合（請求項２、３）に、
第２、第３導波路デバイスは第１導波路デバイスの両脇
に配置されることは好ましい（請求項４）。また、これ
らの場合（請求項２、３、４）に、第１、第２、第３導
波路デバイスが同一基板に形成されることは好ましい
（請求項５）。また、これらの場合（請求項１〜５）
に、第１の導波路デバイスの２本のチャンネル導波路の
間に配置され、第１の光源からの光をシングルモードで
伝搬し、タブルモード導波路に第１の光源からの第１の
光を伝搬させるためのシングルモード導波路を設けるこ
とは好ましい（請求項６）

【００１１】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施の形態により図
面を用いて本発明をより具体的に説明するが、本発明は
これに限られるものではない。図１は、本発明の第１の
実施形態によるモード干渉型レーザ走査顕微鏡を示す概
略構成図である。

【００１２】このモード干渉型レーザ走査顕微鏡は、基
板１に３つの導波路デバイスが形成されている。第１の
導波路デバイス２はモード干渉像を観察するための導波
路デバイスであり、第２、第３の導波路デバイス３、４
は焦点検出を行うための導波路デバイスである。第１の
導波路デバイス２は、スポット像位置に端面５を持つダ
ブルモード導波路６と、分岐部７と、ダブルモード導波
路６に分岐部７を介して接続されている３本のシングル
モード導波路８、９、１０とから構成される。３本のシ
ングルモード導波路８、９、１０のうち両脇の２本のシ
ングルモード導波路９、１０はダブルモード導波路６を
伝搬する光の強度分布を検出するための導波路であり、
その端面には光検出器１１、１２がそれぞれ配置されて
いる。また、中央のシングルモード導波路８は被検物体
に照射する光を伝搬するために用いられ、被検物体に光
を照射するためのレーザ光源１３が配置されている。ま
た、中央のシングルモード導波路８の中心線はダブルモ
ード導波路６の中心線と一致するように配置されてい
る。

【００１３】レーザ光源１３から発せられた照明光は中
央のシングルモード導波路８を伝搬し、さらにダブルモ
ード導波路６を伝搬し、ダブルモード導波路６の端面５
から出射される。中央のシングルモード導波路８の中心
線とタブルモード導波路６の中心線が一致するように構
成されているため、中央のシングルモード導波路８から
ダブルモード導波路６へ入射する光は、ダブルモード導
波路６で０次モード光のみを励振する。従って、ダブル
モード導波路６の端面５から出射される光は、シングル
モード状態となる。

【００１４】端面５から出射された光は、１／４波長板
１４を通過し、２次元スキャナ１５を通過し、集光光学
系１６によって集光され、被検物体１７上に照射され
る。被検物体１７からの反射光は、集光光学系１６によ
ってダブルモード導波路６の端面５に集光され、ダブル
モード導波路６を伝搬する。ここでダブルモード領域６
の入射端がピンホールと同様の働きをするため、この顕
微鏡はコンフォーカルレーザ走査顕微鏡となる。ダブル
モード導波路６を伝搬する反射光は分岐部７でシングル
モード導波路８、９、１０に分岐される。両脇の２本の
シングルモード導波路９、１０を伝搬した光は光検出器
１１、１２で検出される。

【００１５】上記の場合に、被検物体１７上のレーザ光
が照射されている領域に段差または反射率の変化がある
と、その変化に応じて、被検物体１７から反射する光も
位相分布または振幅分布に傾斜が生じる。そのため、ダ
ブルモード導波路６の端面５に入射する光の位相分布ま
たは振幅分布に傾斜が生じる。従って、ダブルモード導
波路６に入射する光の位相分布または振幅分布の傾斜を
検出（情報検出）することにより被検物体の段差または
反射率の変化を観察することができる。このように位相
分布または振幅分布に傾斜がある光がダブルモード導波
路６に入射すると、ダブルモード導波路６では０次モー
ド光以外に１次モード光が励振される。そのため、両モ
ード光の干渉によりダブルモード導波路６内を伝搬する
光の強度分布は変化する。ダブルモード導波路６を伝搬
する光は、分岐部７でシングルモード導波路８、９、１
０に分岐され、シングルモード導波路９、１０を伝搬し
た光は２つの光検出器１１、１２で検出される。その
後、光検出器１１、１２からの２つの信号の差を差動増
幅器１８でとる。つまり、ダブルモード導波路６を伝搬
する光の強度分布の変化は差動増幅器１８からの差動信
号によって検出することができる。この差動信号から被
検物体１７の微小な段差（位相情報）または反射率変化
（振幅情報）は検知される。ここで、ダブルモード導波
路で励振される０次モードと１次モード光の位相差が１
８０゜となる長さ（完全結合長）をＬ_cとし、ダブルモ
ード領域の長さをＬとすると、

【００１６】

【数１】Ｌ＝Ｌ_c（２ｍ＋１）／２（ｍ＝０、１、２、・・・）・・・（１）となるとき、被検物体の段差による反射光の位相分布の
情報（位相情報）のみが検出され、

【００１７】

【数２】Ｌ＝ｍＬ_c （ｍ＝１、２・・・）・・・（２）となるとき、被検物体の透過率や反射率による反射光の
振幅分布の情報（振幅情報）のみが検出され、また、ダ
ブルモード領域の長さを（１）、（２）式以外の長さに
すると位相分布の晴報（位相情報）と振幅分布の情報
（振幅情報）の両者を一定の割合で検出することができ
る。この構成はモード干渉系となる。

【００１８】ここで、ダブルモード領域の長さとは、ダ
ブルモード導波路の実質的長さである。例えば、図１の
ようにダブルモード導波路６に分岐部７で３本のシング
ルモード導波路８、９、１０が接続されている場合、３
本のシングルモード導波路８、９、１０の間があまり離
れていない領域では、３本のシングルモード導波路の問
で光結合が起こり、この領域では光がダブルモードで伝
搬することがある。従って、ダブルモード領域の長さと
は、光が実質的にダブルモードで伝搬している長さをい
う。

【００１９】また、図１のように、導波路を作製する基
板1に電気光学効果を有する二オブ酸リチウム（ＬｉＮ
ｂＯ₃）を用いた場合、ダブルモード導波路６近傍にバ
ッファ層を介して電極１９を配置することが好ましい。
バッファ層の材料には、通常、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等を
用いる。その理由は、図示しない電源から電極１９に電
圧を印加することによってダブルモード導波路６に電界
を印加することができ、上記した完全結合長の長さを変
化させることができるからである。このとき、完全結合
長の長さの変化は電界を大きさに対応する。つまり、電
極６に印加する電圧を制御することによって、ダブルモ
ード領域の長さが一定であっても被検物体の位相情報、
振幅情報及び位相情報と振幅情報を任意に観察すること
ができる。

【００２０】また、光情報検出装置としては、図１のモ
ード干渉型レーザ走査顕微鏡の導波路デバイス２の構成
において、ダブルモード導波路６と分岐部７とチャネル
導波路９、１０と光検出器１１、１２があればよい。こ
のとき、導波路９、１０はシングルモード導波路ある必
要は無く、光を伝搬させるものであれば良い。この光情
報検出器は、ダブルモード導波路の端面に入射する光の
情報検出をすることができる。ダブルモード導波路に入
射する光の情報検出は、モード干渉型レーザ走査顕微鏡
と同様にして、測定することができる。つまり、ダブル
モード領域の長さを（１）式で表される長さにすると、
情報検出する光の位相分布の情報（位相情報）のみを検
出することができ、ダブルモード領域の長さを（２）式
で表される長さにすると情報検出する光の振幅情報（振
幅情報）のみを検出することができ、ダブルモード領域
の長さを（１）式及び（２）式以外の長さにすると、情
報検出する光の振幅情報と位相情報を一定の割合で同時
に検出することができる。

【００２１】また、ダブルモード領域の長さが光の情報
検出をしようとする長さに不適当な場合は、モード干渉
型レーザ走査顕微鏡と同様にして、電極に印加する電圧
を制御することによって、完全結合長を変化させれば良
い。第１の導波路デバイス２は周知のＴｉ拡散法、Ｌｉ
₂Ｏ外拡散法、またはプロトン交換法を用いて作製され
る。

【００２２】第２の導波路デバイス３は、スポット像位
置に端面１９を持つ主幹チャンネル導波路２０と、分岐
部２１と、主幹チャンネル導波路２０に分岐部２１を介
して接続されている３本の枝チャンネル導波路２２、２
３、２４とから構成される。３本の枝チャンネル導波路
２２、２３、２４のうち両脇の２本の枝チャンネル導波
路２３、２４は主幹チャンネル導波路２０を伝搬する光
の強度分布を検出するための導波路であり、その端面に
は光検出器２５、２６がそれぞれ配置されている。ま
た、中央の枝チャンネル導波路２２は被検物体に照射す
る光を伝搬するために用いられ、被検物体に光を照射す
るためのレーザ光源２７が配置されている。

【００２３】レーザ光源２７から発せられた照明光は中
央の枝チャンネル導波路２２を伝搬し、さらに主幹チャ
ンネル導波路２０を伝搬し、主幹チャンネル導波路２０
の端面１９から出射される。主幹チャンネル導波路２０
は照明光に対しシングルモード導波路として動作し、主
幹チャンネル導波路２０の端面１９から主幹チャンネル
導波路２０の中心からずれて出射する。主幹チャンネル
導波路２０は被検物体１７からの反射光に対しダブルモ
ード導波路として動作する。

【００２４】導波路デバイス２の導波路の詳細について
図４を用いて説明する。図４において領域３０ａは常光
線、異常光線の両方に対してコア部となり、３１ａ、３
１ｂは異常光線に対してはコア部になるが、常光線に対
してはクラッド部となるように構成されている。そのた
め、レーザ光源２７から出射する直線偏光の光が基板１
に対して常光線となるように配置する。中央の枝チャン
ネル導波路２２は常光線と異常光線の両方に対してシン
グルモード導波路として動作する。枝チャンネル導波路
２２を伝搬した光は分岐部２１を経て、主幹チャンネル
導波路２０を伝搬するが、主幹チャンネル導波路は常光
線に対しては領域３０ａのみがコア部となり、常光線に
対して主幹チャンネル導波路２０はシングルモード導波
路として動作する。そしてコア部３０ａは滑らかに折れ
曲がり主幹チャンネル導波路２０の端面１９では主幹チ
ャンネル導波路２０の中心からずれて光が出射する。主
幹チャンネル導波路２０を出射した光は１／４波長板１
４を通過し、直線偏光から円偏光に変換され、集光光学
系１６で集光され被検物体１７に集光され、被検物体１
７で反射した光は１／４波長板１４を通過する際、円偏
光から主幹チャンネル導波路２０を出射したときと直交
した直線偏光の光に変換され、端面１９から主幹チャン
ネル導波路２０に入射する。その際、反射光の直線偏光
が基板１に対して異常光線となるように配置する。反射
光に対しては領域３０ａ、３１ａ、３１ｂがコア部とな
り、ダブルモード導波路として動作する。

【００２５】焦点検出では、被検物体の傾斜の分布によ
って焦点がずれることを観察する。そのため、ダブルモ
ード領域の長さは、ダブルモード領域の長さを位相分布
の非対称性を測定できるような長さにする。この長さは
式（１）で求まる。導波路内を光が伝搬するとき、レー
ザ光源２７を出た直線偏光の光が常光線、これと直交す
る偏光方向の光が異常光線となるようにレーザ光源２７
とニオブ酸リチウム基板１とを配置する。レーザ光は中
央の枝チャンネル導波路２２および主幹チャンネル導波
路２０を経て端面１９から出射される。端面１９から出
射した光は１／４波長板１４を通過し、集光光学系１６
で被検物体１７に集光される。被検物体１７上で反射し
たレーザ光は、再び集光光学系１６、１／４波長板１４
を通過して照明光の偏光方向と直交する偏光方向に変換
され、端面１９に集光される。被検物体１７で反射した
光は二オブ酸リチウム基板１に対して異常光線となるの
で、主幹チャンネル導波路２０を経て、分岐部２１で枝
チャンネル導波路２２、２３、２４に分岐する。このと
き、被検物体１７で反射した光はダブルモード導波路２
０の入り口の中心からずれているので、前述した通りダ
ブルモード導波路２０を適当な長さに設定しておき、枝
チャンネル導波路２３、２４からの出射光量を光検出器
２５、２６で検出し、差動増幅器２８で光検出器２５、
２６からの信号の差をとることによって、光のピント
（焦点）ずれを検出できる。

【００２６】二オブ酸リチウム基板１は電気光学効果を
有するので、主幹チャンネル導波路２０に電界を印加す
るための電極２９を配置することにより、図示していな
い電源から主幹チャンネル導波路に電界を印加し、ダブ
ルモード領域の完全結合長を変化させることができる。
このようにするとダフルモード領域の長さが測定するの
に好ましい長さからずれている時、完全結合長を変化さ
せることにより好ましい条件で測定することが可能にな
る。

【００２７】次に第２の導波路デバイス３の作製方法に
ついて説明する。導波路を形成する基板１には結晶方位
Ｘ力ツトＹ伝搬の二オブ酸リチウムを用いる。二オブ酸
リチウム基板１に周知のＴｉの熱拡散法を用いて領域２
２ａ、３０ａに第１コア部を作製する。この領域２２
ａ、３０ａはシングルモード導波路２２及び３０とな
る。シングルモード導波路３０は、シングルモード導波
路２２から滑らかに曲がった後、直線導波路となるよう
に作製される。

【００２８】この後、図４で示される導波路は、シング
ルモード導波路３０の両側の領域３１ａ、３１ｂと領域
２３ａ、２４ａにプロトン交換後アニールを行ない（プ
ロトン交換法）、第２コア部を作製する（図４のＡ−
Ａ’で切った導波路の断面図を図５に示す）この領域２
３ａ、２４ａはシングルモード導波路２３及び２４とな
る。また、第１コア部と第２コア部を合わせた領域（領
域３０ａ、３１ａ、３１ｂ）はダブルモード導波路２０
となる。

【００２９】Ｔｉの熱拡散では常光線に対する屈折率と
異常光線に対する屈折率の両方が増大するが、プロトン
交換では異常光線に対する屈折率のみが増大する。従っ
て、このようにして作製した導波路は特開平６−８８９
１３号公報、特開平６−１６０７１８号公報、特開平７
−７３５００号公報で提案されているように、プロトン
交換とアニールの条件を適当に選ぶことによって、常光
線の導波光に対してはシングルモード導波路３０とな
り、異常光線の導波光に対しては導波路３０ａと領域３
１ａ、３１ｂとをあわせたダブルモード導波路２０とな
る。

【００３０】特開平７−７３５００号公報に記載されて
いる導波路デバイスは、光の偏光方向によってシングル
モード導波路となったりダブルモード導波路となったり
する構成の導波路を用いることにより、反射光の導波路
への入射の位置合わせが不要になり、被検面からの反射
光を精度よく導波路へ入射することが可能となるもので
ある。

【００３１】第２の導波路デバイスの構成としては図４
に示したものに限られないことは言うまでもない。第３
の導波路デバイス４は第２の導波路デバイス３と構成が
同じであり、その製造方法も同じであるため説明は省略
する。次に、上記の各導波路デバイスを用いてダブルモ
ード導波路６の端面を光軸に対して垂直にする方法を説
明する。

【００３２】まず、第１の導波路デバイス２のダブルモ
ード導波路６と第２、第３の導波路デバイスの主幹チャ
ンネル導波路２０、３２が平行になるように配置する。
このように各々の導波路を平行にすることは通常のリソ
グラフィ技術を用いて同一の基板に各々の導波路を形成
することにより簡単に達成することができるが、各々の
導波路デバイスを別の基板で製作し、それぞれに対して
光学調整を行うことによって平行にしても良い。その
後、被検物体１７に反射率が一定で、表面が平面である
基板を用い、それを集光光学系１６の光軸３３に対し垂
直になるように焦点位置に配置する。そして、第２、第
３の導波路デバイス３、４が両方とも焦点位置にくるよ
うに基板１を光軸３３に対し傾けることにより、第１の
導波路デバイス２のダブルモード導波路６の端面５が光
軸３３に対し直交するため、ダブルモード導波路６に入
射する光の波面が傾くことがなくなる。その結果、検出
結果にノイズがのらなくなるので被検物体１７の情報を
２次元的に画面上に写しても画像にノイズがのらない。
尚、基板１の角度の調整（アライメント）の際は２次元
スキャナ１５は停止させておく。

【００３３】このような光軸に対する基板１の傾きにつ
いてのアライメントは１度実施すれば良いので、通常、
製品の組立時に行えば十分である。従って、その後は、
第２、第３の導波路デバイス３、４は焦点検出器及び段
差測定器としてモード干渉型レーザ走査顕微鏡と同時も
しくは独立して使用することによって、検出すべき試料
面に自動的に焦点を合わせることも可能となる。

【００３４】図６は、本発明の第２の実施形態によるモ
ード干渉型レーザ走査顕微鏡を示す概略構成図である。
モード干渉象を観察するための第１の導波路デバイス２
の照明光を導波路からではなく外付けのレーザ光源から
照射している。そのため、第１の実施形態と異なり、第
１の導波路デバイス３の分岐導波路からは中央のシング
ルモード導波路がなくなり、シングルモード導波路９、
１０のみとなっていて、レーザ光源１３は導波路から外
付けとなり、レーザ光源１３から出射した光はビームス
プリツタ３４で反射される。その他は第１の実施形態と
同様であるので説明を省略する。

【００３５】以上の通り、本発明の実施形態で説明をし
た顕微鏡は焦点検出用の導波路デバイス３、４を用いる
ことによって、２個の焦点検出用の導波路デバイスの出
力信号を見ながら光軸に対して導波路が形成されている
基板を傾けることにより、ダブルモード導波路の端面が
光軸に対し直交するようにアライメントすることができ
るので、基板の傾きによってダブルモード導波路へ入射
する光の波面が傾くことがない。

【００３６】

【発明の効果】このように本発明によればモード干渉像
を観察するための導波路デバイスと距離を計測する導波
路デバイスを用いることにより、基板の傾きによる導波
路デバイスへ入射する光の波面の傾きをなくすことがで
きるので、検出結果のノイズを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるモード干渉型
レーザ走査顕微鏡の概略構成図。

【図２】導波路が形成されている基板が光軸に対して
傾いた場合のモード干渉型レーザ走査顕微鏡の概略構成
図。

【図３】導波路が形成されている基板が光軸に対して傾
いた場合の導波路入射端と入射する波面の関係を示す説
明図。

【図４】本発明の第１の実施形態による導波路の概略構
成図。

【図５】本発明の第１の実施形態による導波路の概略断
面図。

【図６】本発明の第２の実施形態によるモード干渉型レ
ーザ走査顕微鏡の概略構成図。

【図７】従来のモード干渉型レーザ走査顕微鏡の概略構
成図。

【符号の説明】

１３、２７、３０１・・・レーザ光源６、３０４・・・ダブルモード導波路８、９、１０・・・シングルモード導波路２０、３２・・・主幹チャンネル導波路２２、２３、２４・・・枝チャンネル導波路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の光が入射する端面を有し、０次モー
ド光と１次モード光または０次モード光のみを励振し、
前記第１の光をダブルモードで伝搬するダブルモード導
波路と前記ダブルモード導波路に分岐部を介して接続さ
れ、前記分岐部で分岐された前記第１の光をそれぞれ伝
搬する２本のチャンネル導波路からなる第１の導波路デ
バイスを備えた基板と、前記２本のチャンネル導波路を
伝搬した前記分岐された第１の光の強度をそれぞれ検出
して電気信号を出力する第１、第２の光検出器と、を有
し、前記第１、２の光検出器から出力された電気信号か
ら前記第１の光の情報を検出する光情報検出装置におい
て、前記基板とある平面との間の距離を測定するための第
１、第２距離測定手段を設けた事を特徴とする光情報検
出手段。
【請求項２】前記第１、第２距離測定手段は基板上に形
成された第２、第３の導波路デバイスであることを特徴
とする請求項１に記載の光情報検出装置。
【請求項３】前記距離を測定するための第２、第３の導
波路デバイスは、常光線及び異常光線に対して基板より
も屈折率が大きい第１コア部と、異常光線のみに対して
基板よりも屈折率が大きい第２コア部とからなる主幹チ
ャンネル導波路を各々有し、前記第１コア部は常光線に対しては常光線をシングルモ
ードで伝搬するシングルモード導波路を構成し、前記第
１コア部と前記第２コア部とを合わせた領域は異常光線
に対しては異常光線をダブルモードで伝搬するダブルモ
ード導波路を構成し、前記常光線に対してシングルモードである導波路の中心
と前記異常光線に対してダブルモードである導波路の中
心とが端面でずれていて、前記第２、第３導波路デバイスは、更に、距離測定用光源と、前記距離測定用光源から出射される
常光線を前記主幹チャンネル導波路へ誘導するための枝
チャンネル導波路と、前記主幹チャンネル導波路内の前
記異常光線の光強度分布を分配するための２本の枝チャ
ンネル導波路と、前記２本の枝チャンネル導波路を伝搬
する光を検出する２つの光検出器と、を各々有し、前記第１の導波路デバイスの前記ダブルモード導波路と
前記第２、第３の導波路デバイスの前記主幹チャンネル
導波路が互いに平行に配置されていることを特徴とする
請求項２に記載の光情報検出装置。
【請求項４】前記第２、第３導波路デバイスは前記第１
導波路デバイスの両脇に配置されていることを特徴とす
る請求項２または３に記載の光情報検出装置。
【請求項５】前記第１、第２、第３導波路デバイスは同
一基板に形成されていることを特徴とする請求項２、３
または４に記載の光情報検出装置。
【請求項６】前記第１の導波路デバイスの前記２本のチ
ャンネル導波路の間に配置され、前記第１の光源からの
光をシングルモードで伝搬し、前記タブルモード導波路
に前記第１の光源からの第１の光を伝搬させるためのシ
ングルモード導波路を設けたことを特徴とする請求項
１、２、３、４または５に記載の光情報検出装置。